机械制造工艺学课程设计-ca6140车床拨叉【831002】铣叉口侧面夹具设计（全套图纸）

一零件的作用全套设计，加153893706所给的零件是CA6140车床的拨叉831002。它位于车床变速机构中，主要起换挡，使主轴回转运动按照工作者的要求工作，获得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的25孔与操纵机构相连，下方的60半孔则是用于与所控制齿轮所在的轴接触。通过上方的力拨动下方的齿轮变速，铸造时铸出完整的圆加工后切开。二零件的工艺分析零件的材料为HT200，灰铸铁属于脆性材料，故不能锻造和冲压，但灰铸铁的铸造性能和切削加工性能优良铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，不适合磨削，为此以下是拨叉需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求1，以25孔为中心的加工面25H7的通孔，粗糙度RA16；以及42MM的圆柱两端面，其中主要加工表面为25H7通孔。2，以60孔为中心的加工面60H12的孔，粗糙度RA32；以及60H12的两个端面，两端面相对于25H7孔的垂直度为01MM；底端面，粗糙度RA63。3，16H11的槽加工表面槽的端面，粗糙度RA63；16H11的槽的底面，粗糙度RA63；16H11的槽两侧面，粗糙度RA32，两侧面相对于25H7孔的垂直度为008MM。4，以M2215螺纹孔为中心的加工表面3232的螺纹孔端面，粗糙度RA32；M2215螺纹孔。这几组加工表面之间有着一定的位置要求，主要是（1）60MM孔端面与25H7孔垂直度公差为01MM；（2）16H11的槽侧面与25H7的孔垂直度公差为008MM。由上面分析可知，加工时应先加工一组表面，再以这组加工后表面为基准加工另外几组。可以先加工25H7通孔，然后以此作为基准采用专用夹具进行加工，并且保证位置精度要求。再根据各加工方法的经济条件及机床所能达到的位置精度，此零件没有复杂的加工表面，所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺即可保证。三确定毛坯的制造方法，初步确定毛坯的形状毛坯材料为HT200，考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，生产类型采用中批量生产，可选择金属型铸造毛坯。零件形状并不复杂，因此毛坯形状可以与零件的形状尽量接近。毛坯尺寸计算、查表后确定。四工艺规程的设计41定位基准的选择定位基准的选择是工艺规程设计中的最重要的工作之一。定位基准选择的正确与合理可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，加工工艺过程中就会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使工作无法正常进行。411粗基准的选择对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。根据这个基准选择原则，现选取42MM孔的不加工外轮廓表面作为粗基准，利用一组共两块V形块支承这两个42MM与底面作主要定位面，限制5个自由度，再以压板限制最后1个自由度，达到完全定位,然后进行铣削。412精基准的选择考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，以加工后的25H7孔为主要定位精基准，以25H7通孔的端面为辅助基准。42零件表面加工方法的选择本零件的加工面包括有端面、内孔、内螺纹、槽等。材料为HT200。参考机械制造工艺设计简明手册查表146、表147、表148、表1417确定其加工方法如下142MM圆柱的端面由于该端面为未注公差尺寸，根据GB180079规定其公差等级按IT13，尽管表面粗糙的没有要求，后续仅作为辅助基准，故只需铣削（查表146）。225H7通孔由于其公差等级为IT7，内表面粗糙度为RA16，故选择进行钻扩铰。（查表147）360MM孔两端面（拨叉脚圆两端面）由于两端面之间厚度的公差等级为IT11级，且表面粗糙度RA32，考虑到同时还要保证与25H7孔的垂直度公差不超过01MM，故选择粗铣精铣。460MM孔由于表面粗糙度为RA32，扩孔达到。516H11槽端面两侧面之间的公差等级为IT11，槽端面表面粗糙度为RA63，选择粗铣控制槽端面即可。616H11控制槽（长90MM、宽16H11、深8MM由于槽两侧面之间宽度16H11的公差等级为IT11，两侧面表面粗糙度为RA32，槽底面表面粗糙度为RA63。故选择粗铣半精铣精铣。732MM32MM螺纹孔端面由于该端面粗糙度为RA63，可选择粗铣。8M2215螺纹孔由于该螺纹孔为未注公差尺寸，根据GB180079规定其公差等级按IT13，同时没有表面粗糙的要求，选择直接钻孔攻螺纹。9铣断拨叉脚60圆孔由于拨叉脚端面表面粗糙度为RA63，故可选择直接铣断来保证。43制定工艺路线制订工艺路线的出发点，应当是零件的加工精度（尺寸精度、形状精度、位置精度）和表面等技术要求能得到合理的保证。根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度，在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。综合各种条件考虑，选择零件的加工方法及工艺路线方案如下工序10以42MM外圆以及一端面为粗基准，铣25H7通孔两端面；工序20以25H7通孔一个端面为精基准，钻、扩、铰25H7孔；工序30以25H7通孔为精基准，扩60MM孔工序40以25H7通孔为精基准，粗铣60MM孔上下端面工序50以25H7通、60MM孔为精基准，铣段拨叉脚端面，保证粗糙度RA63工序60以25H7通孔为精基准，精铣60MM孔上下端面，保证12D11以及两端面对25H7通孔垂直度为01MM工序70以25H7通孔为精基准，粗铣槽16H11端面、侧面、底面；工序80以25H7通孔为精基准，半精铣槽16H11侧面；工序90以25H7通孔为精基准，精铣槽16H11侧面；工序100以25H7通孔为精基准，铣M2215螺纹孔端面；工序110以25H7通孔、60孔为精基准，钻205的孔，攻M2215螺纹孔。44确定机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸441确定毛坯种类零件材料为HT200,金属型铸件毛坯。查机械制造工艺设计简明手册第41页表225,选用铸件尺寸公差等级为CT79。442确定毛坯余量1）25MM孔外端面的毛坯余量材料为HT200，采用金属型铸造，查工艺设计手册表225得尺寸公差等级79，取8级，加工余量等级为F，查表224得加工余量数值为1520MM，取单边余量Z20MM。2）MM孔的毛坯为实心，未铸出孔。02153）60MM孔外端面的毛坯余量材料为HT200，采用金属型铸造，查工艺设计手册表225得尺寸公差等级79，取8级，加工余量等级为F，查表224得加工余量数值为1520MM，取单边余量Z20MM。4）MM孔的毛坯余量306材料为HT200，采用金属型铸造，查工艺设计手册表225得尺寸公差等级79，取8级，加工余量等级为F，查表224得加工余量数值为1520MM，取单边余量Z20MM。5）16H11槽端面材料为HT200，采用金属型铸造，查工艺设计手册表225得尺寸公差等级79，取8级，加工余量等级为F，查表224得加工余量数值为1520MM，取单边余量Z20MM。6）32MM32MM螺纹孔端面的毛坯余量材料为HT200采用金属型，查工艺设计手册表225得尺寸公差等级79，取9级，加工余量等级为F，查表224得加工余量数值为2025MM，取单边余量Z2MM。7）M2215螺纹孔毛坯为实心，未铸造出孔。443确定工序余量，工序尺寸及其公差确定工序或工步尺寸的一般方法是，由加工表面的最后工序（或工步）往前推算，最后工序（工步）的工序（工步）尺寸按零件图样的要求标注。当无基准转换时，同一表面多次加工的工序（或工步）尺寸只与工序（或工步）的加工余量有关。当基准不重合时，工序（或工步）尺寸应用工艺尺寸链计算。零件的各加工表面的各工序（或工步）的加工余量除粗加工工序（或工步）加工余量之外，其余工序（或工步）加工余量可以根据现代制造工艺设计方法中的精、半精加工余量建议值来确定，粗加工工序（或工步）加工余量不是从表中查出确定，而为加工余量（毛坯余量）减去其余（后续）工序（或工步）各加工余量之和。前面根据有关资料已查出本零件个加工表面的加工余量（即毛坯余量），应将加工总余量分配给各工序（或工步）的加工余量，然后由后往前计算工序（或工步）尺寸。本零件各加工表面的工序（或工步）的尺寸精度，表面粗糙度，除了最后工序（或工步）是按零件图样要求确定外，其余工序（或工步）主要是根据机械制造工艺设计简明手册表147、表148等及参考表1417定公差等级（即IT）和表面粗糙度。公差等级确定后，查机械制造工艺设计简明手册表1424得出公差值，然后按“入体”原则标注上下偏差。本零件的各加工表面的工艺路线，工序（或工步）余量，工序（或工步）尺寸及其公差、表面粗糙度如下表所示。工序（或工步）经济精度加工表面工序（或工步）MM工序（或工步）余量（MM）工序（或工步）基本尺寸MM公差等级公差（MM）工序（或工步）尺寸及其偏差（MM）表面粗糙度粗铣2Z280IT1203503586342外圆端面毛坯8282铰孔2Z0525IT70021021516扩孔2Z15245IT1303330463钻孔2Z2323IT1303330212525H7孔毛坯实心精铣2Z112IT11011（）05160516232粗铣2Z313IT1201801863拨叉脚圆60孔外端面毛坯1616扩孔2Z160IT1203030632拨叉脚孔60H12毛坯5858粗铣槽端面Z244IT12030346316H11槽端面毛坯4646精铣16H11槽两侧面2Z0516IT1101110632半精铣16H11槽两侧面2Z15155IT1101101532粗铣16H11槽Z88IT1201515086316H11槽两侧面毛坯实心粗铣Z136IT120250253663螺纹孔端面毛坯3737攻螺纹M22M22钻孔2Z20520552032M2215螺纹孔毛坯实心铣断Z212411IT12040041263拨叉脚底面毛坯1261112611444确定切削用量及基本工时工序10粗铣25H7两端面机床X62型卧式铣床刀具YG6硬质合金端铣刀，齿数，为粗齿铣刀。80DM14Z查表316F018MM/Z，125/INR实际铣削速度V31480253/06DNMS进给量MFFZIN42A查机械制造工艺设计简明手册表627被切削层长度由毛坯尺寸可知，L42LM210513LDA20584137M刀具切出长度取L走刀次数为1机动时间MT12W47018MINNF35L工步辅助时间为12MIN工序20钻、扩、铰H7通孔2以H7孔的一个端面为精基准，钻23MM的孔，选用Z535立式钻床。使用专用钻床25夹具。1钻MM孔3查切削用量简明手册表27F047057MM/R,由于孔深和孔径之比L/D80/2532。，故MM/R109FK4705904251F查Z535型立式钻床说明书，取。3/FMR由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同，故应对结果进行修正。由表349知，切削速度的修正系数，故8,7MVLVK17/IN0512/INVM0/I6RRD查Z535型机床说明书，取。实际切削速度为9V。215/MIN135/IN025/1NVMS实2扩孔选用高速钢扩孔钻45M根据表210，取。078/04956/FRR根据机床Z535型说明书，取5F由上面计算可取。2/INV由于切削速度与上表不同，切削速度需乘以修正系数08,12PMVAVK故25/MIN4/MIN0897RD根据Z535机床说明书，取N275R/MIN。实际扩孔速度245/IN213/IN05M/S1V3铰孔铰刀选用标准高速钢铰刀。5M根据表211查出，36F按Z535机床说明书取。/R由以上计算可取82INV切削速度修正系数查出故0,9PMAVK0/MI0714/MIN1/I925NRRD根据Z535机床说明书，取N100R/MIN,实际铰孔速度/IN78/IN013/1VS4各工序实际切削用量根据以上计算，实际切削用量如下钻孔023,04/,95/MI,25/DMFRVS扩孔5727N03R铰孔,16/,10/I,1/FN5基本工时计算钻孔2805I3I439MLTNF扩孔1MN0617铰孔12805IN6MLTF工序30扩孔60机床Z235立式钻床刀具，0直柄高速钢扩口钻查表215F1315MM/R可取F14查表215V19M/MIN机床主轴转速N，取0119043/MIN358VRD10/INR工作台每分钟进给量MF150/MINFN被切削层长度L17刀具切入长度232370PRATGKTG刀具切出长度取2L5ML42行程次数1机动时间MT12730165INMLF工步辅助时间为18MIN工序40粗铣两端面60机床X62型卧式铣床刀具两块镶齿套式面铣刀材料，G6Y20DM，齿数，为粗齿铣刀。2Z因其单边余量Z2MM所以铣削深度15MMPA查切削手册表316取铣削速度取ZF018/MZ98/INV机床主轴转速N，10956/IN342VRD按表3174/IR实际铣削速度V31420517/06DMSMZF1825/9/INZNSA60被切削层长度由毛坯尺寸，L82L刀具切入长度121053LDA205061376M刀具切出长度取LM走刀次数为1基本工时12M876201MIN54LTF工步辅助时间为16MIN工序50铣断拨叉脚端面机床X62型卧式铣床刀具中齿锯片铣刀刀具直径D80MM，齿数Z32，宽度L4MM。切削深度PA15M查切削用量简明手册表34，进给量可取ZF03915/MZ，切削速度，ZF01/Z2/INV机床主轴转速N，10796/I348RD按表3174取/MINR实际切削速度V083/106DMSMZF328/427/5INZN被切削层长度由毛坯尺寸可知，LL刀具切入长度42MM1051L刀具切出长度取2LM走刀次数为1机动时间MT128409IN56MLF工步辅助时间为16MIN工60精铣孔两端面60机床X62型卧式铣床刀具两块镶齿套式面铣刀间距为，材料，05162G6Y，齿数Z25，为细齿铣刀。2D精铣该平面的单边余量Z05MM铣削深度PA05M取铣削速度取ZF1/Z10/INV机床主轴转速，N752/MI34RD取190/IR实际铣削速度V12091/6SMZF01259/6072/475M/INZNS被切削层长度由毛坯尺寸可知L8L刀具切入长度精铣时11LD刀具切出长度取2LM走刀次数为1机动时间MT12802598MIN7MLF工步辅助时间为19MIN工序70粗铣16H11槽端面、侧面、底面采用X62卧式铣床刀具高速钢三面刃铣刀8MM刀具的直径D80MM，刀具的齿数Z10，刀具的宽度L14MM。PA查切削用量简明手册表33进给量,切削速度，ZF02/MZ28/MIN机床主轴转速N，1146/I380RD取95/IR实际切削速度V950/16NMSMZF02/038/2INZNS毛坯尺寸可知9LM刀具切入长度11052LD42MM刀具切出长度取2LM走刀次数为1机动时间MT12904587MINMLF工步辅助时间为19MIN工序80半精铣16H11槽侧面机床X62型卧式铣床刀具高速钢三面刃铣刀刀具直径D100，齿数Z10，宽度L155。根据表查得进给量,查得切削速度，218ZF01/MZ30/MINV机床主轴转速N，03954/IN4VRD取1/IR实际切削速度V10523/06DNMSMZF4/23/14INZNS被切削层长度由毛坯尺寸可知，L90L刀具切入长度11052LD42MM刀具切出长度取2LM走刀次数为1机动时间MT12904957MINMLF工步辅助时间为16MIN工序90精铣16H11槽两侧面机床X62型卧式铣床刀具高速钢三面刃铣刀刀具直径D100，齿数Z10，宽度L16。进给量,查得切削速度，01/FAMZ30/MINV机床主轴转速N，30954/I14VRD取0/IR实际切削速度V1052/6DNMS14/023/4INMZFZNS被切削层长度由毛坯尺寸可知，L9L刀具切入长度42MM151L刀具切出长度取2LM走刀次数为1机动时间MT12904957MINMLF工步辅助时间为14MIN工序100铣螺纹孔端面以25孔为精基准，铣螺纹孔端面，选用X62卧式铣床，YG6硬质合金端铣刀加工余量Z1MM，加工量不大，一次走刀可以铣去所有余量根据切削用量简明手册表316，查得F018MM/Z。C8908/MIN637/MINVVK查14210SNRR查358098/IN2549/INFNFVK查由切削用量简明手册表330，X62选取主轴转速N118R/MINFM018101182124MM/MIN根据切削用量简明手册表330，X62铣床工作台进给量，取FM190MM/MINL32MM，根据切削用量简明手册表326，入切量及超切量为Y7MM，则基本工时123702MINN9MLTF辅助时间T13MIN工序110钻一个MM的孔，攻M2215螺纹5201钻MM的孔采用Z535立式钻床选择刀具，选择2050直柄短麻花钻查切削用量简明手册表27,F047057MM/R,由于孔深和孔径之比L/D36/2051763。1FK查Z535型立式钻床说明书，取。05/FMR由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同，故应对结果进行修正。查表切削速度的修正系数，故08,7MVLVK1/MIN12/IN0187/S0/I435RRD查Z535型机床说明书，取。实际切削速度为9V。21/IN125/MIN021/S1NV实钻孔0,0,9,5INMFR钻孔基本工时1236I3ILT工步辅助时间为158MIN2攻M螺纹51采用Z535立式钻床刀具细柄机用丝锥（）215M进给量由于其螺距,因此进给量FMP51RMF/0148/INMS机床主轴转速，取N08125/IN34VRD130/INR丝锥回转转速取01/INNR实际切削速度0015/6MS被切削层长度L32M刀具切入长度14刀具切出长度2L0走刀次数为1基本时间MT12120342037MINN51LLFF工步辅助时间为133MIN五、夹具设计51问题的提出为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动成本，需要设计此专用夹具。52夹具设计521定位基准的选择由零件图可知，叉口两侧面有12D11的尺寸精度以及25孔中心线的垂直度要求，故选25孔及右端面以及侧板为定位基准，为了使定位误差为零，应该选用25MM长销、浮动支承、一支承钉实现完全定位，以25孔为主要定位基面。为了提高加工效率，现决定采用两把镶齿三面刃铣刀对叉口两侧面同时进行加工，同时，由于夹紧力不会很大，准备采用联动手动夹紧。522切削力及夹紧力计算刀具高速钢镶齿三面刃铣刀，刀具直径225MM，Z20。（见切削手册表328）FFWQOUEYZXPNDAFCF其中，650FMAP01FXMFZ720FY，Z20。MAE18UD25086QFW故39201686072NF当用两把铣刀时，）（实N4水平分力258037181NFH垂直分力430V在计算切削力时，必须把安全系数考虑在内，安全系数KK1K2K3K4其中K1为基本安全系数，取15K2为加工性质系数，取11K3为刀具钝比系数，取11K4为继续切削系数，取11则8045203115HNKF为克服水平切削力，实际夹紧力N应为，其中为夹具定位面及夹紧面上的摩擦系数，H21K）（F21F及。5021F则实际所需夹紧力）（N86504N由于此夹紧力相对不大，在此联动机构中手动夹紧，调节螺母即可保证，且一般不会使螺杆、轴等零件出现强度方面的问题，故本夹具利用此种夹紧方式可以安全工作。5